新技術:東芝、量子暗号鍵配信の盗聴を防止する技術を開発

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新技術:東芝、量子暗号鍵配信の盗聴を防止する技術を開発


掲載日:2007/02/21


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 東芝欧州研究所は、暗号鍵配信中の盗聴を防止する新技術としてQKD(量子暗号鍵配信)の“無条件安全性”を実現する2つの技術を、開発した。

 QKDは、量子力学の原理にもとづき2者間で完全に安全な暗号鍵の配信を可能とする手段。従来のQKDでは、暗号鍵を配信する単一光子の発生に擬似単一光子光源を用いるために、2個以上の光子がある確率で同時発生することが避けられず、余分な光子を観測すれば痕跡を残さず盗聴可能であるという脆弱性が指摘されていた。このため、配信中の単一光子パルスは排除し、複数光子パルスのみを検知し通過させることで、盗聴者はすべての暗号鍵を解読することも可能となっていた。

 今回、脆弱性の解決策として、“デコイ(おとり)”の光パルスを単一光子信号パルスに混ぜる“デコイ手法”が実装された。パルス当たりの光子数が2個以上になることがほとんどない微弱なパルスを用いており、盗聴者が光子を抜き取るとデコイパルスの受信確率は信号パルスよりも小さくなるため、両者の受信状態を比較することで盗聴者の介入を検知することができる。25kmのファイバーを用いた実験では、デコイ手法を用いない場合と比較し100倍速い5.5kbpsの最終鍵配信速度が実証された。

 また、光通信波長帯に対応した単一光子LEDが開発された。一般のLEDと同様の構造であるが、活性層の領域に直径45nm/高さ10nmの量子ドットが形成されている。量子ドットには、一対の電子/正孔が捕捉され、光子を1度に1つだけ所定の波長で発生させることができる。これにより、単一光子の発生を電気的な信号で制御することができる。


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